JPH10313864A - アスペルギルス属の新規プロモーター - Google Patents
アスペルギルス属の新規プロモーターInfo
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Abstract
糸状菌の新規プロモーターを提供する。 【構成】アスペルギルス・オリゼのピルベート・デカル
ボキシラーゼ(Pyrvatedecarboxylase)遺伝子、フルクト
ース-6-ビスホフェート・アルドラーゼ(Fructose-bisp
hosphate aldolase)遺伝子、ピルベート・デヒドロゲナ
ーゼ(Pyrvatedehydrogenase)遺伝子、ピルベート・キナ
ーゼ(Pyrvate kinase)遺伝子、グルコース-6−ホスフ
ェート・イソメラーゼ(Glucose 6-phosphate isomeras
e)遺伝子又はグリセルアルデヒド−3−ホスフェート・
デヒドロゲナーゼ(Glyceraldehyde-3-phosphate dehydr
ogenase)遺伝子のプロモーター。
Description
rgillus)属糸状菌の新規プロモーターに関する。更に
詳細には、本発明はアスペルギルス・オリゼ由来の新規
プロモーター配列をクローニングし、アスペルギルス属
糸状菌を宿主として有用蛋白質およびペプチドを発現さ
せるために必要なDNA断片を有するプラスミドと、そ
れを用いた有用蛋白質およびペプチドの製造法に関する
ものである。
ルロース等を加水分解する各種加水分解酵素をはじめ多
くの有用酵素を菌体外に多量に分泌するため、古くより
これら有用酵素の給源として利用されてきた。従って、
糸状菌に関する培養法、生成物蛋白質の分離精製法など
の発酵技術の古い歴史と研究成果の裏付けがあり、多く
の菌株の安全性が広く認知されている。また、真核生物
であるが故に哺乳動物などの高等生物と同様に蛋白質の
糖鎖付加機構を有している。
の高生産用宿主として利用することが期待されていた。
遺伝子工学技術においては、目的とする蛋白質の生産量
は、プロモーター、ターミネーターなどの転写に関わる
因子、アミノ酸コドンの種類など翻訳に関わる因子、蛋
白質への糖鎖付加、発現した蛋白質の細胞内での存在様
式(分泌過程における移動も含む)などの翻訳後に関わ
る因子、遺伝子のコピー数の因子、宿主由来のプロテア
ーゼなど発現蛋白質の安定性に関わる因子など多くの因
子により影響を受ける。これらのうちもっとも重要であ
り制御しやすい因子は、プロモーターの選択である。
モーターを利用した例は、たとえばアスペルギルス・ニ
ガー由来のグルコアミラーゼ遺伝子のプロモーター[Bi
otechnology, 5, 368(1987)]、トリコデルマ・リー
セイ由来のセロビオハイドロラーゼI遺伝子のプロモー
ター[Biotechnology, 7, 596(1989)]、アスペルギ
ルス・オリゼ由来のα-アミラーゼ遺伝子のプロモータ
ー[Biotechnology, 6,1419(1988)](特開昭62-2729
88)、アスペルギルス・ニドランス由来のアルコールデ
ヒドロゲナーゼI遺伝子のプロモーター[Biotechnolog
y, 5, 713(1987)]、アスペルギルス・オリゼ、アス
ペルギルス・ニガーのグリセルアルデヒド−3−ホスフ
ェイト デヒドロゲナーゼ(GAP-DH)のプロモーターを
利用して異種蛋白質の製造(特開平3-187392)の場合な
どがある。
ス・オリゼ由来の新規なプロモーターを得、この発現系
を使用して異種蛋白質を製造する方法を提供することに
ある。
達成するために鋭意研究し、アスペルギルス・オリゼか
ら新規なプロモーター配列をクローニングすることに成
功し、本発明を完成した。即ち、本発明によりアスペル
ギルス・オリゼ由来の新規なプロモーターが提供され、
それを使用する点で新規なものである。
の目的を達することが出来た。例えば、グルコース存在
下で強く発現する遺伝子の同定と単離は、以下のように
してできる。
培地で培養し、得られた菌体からポリA付加RNAを取
得する。このポリA付加RNAを用いてcDNAを合成
し、適当なベクターを用いてcDNAライブラリーを構
築する。
ンを無作為に多数、例えば500個選別(約8,000遺伝子で
構成されている麹菌であれば約500個で推定できると考
えられる。)し、プラスミドDNAを抽出して約800bp
の塩基配列を解析する。
のコード領域を5’末端領域の塩基配列を含み、DNA
塩基配列データベースに対して相同性解析を行うことに
より、含まれる遺伝子を推定する。さらに、全ての塩基
配列間で総当たりで相同性検索を行うことにより、それ
ぞれのcDNAの頻度解析を行い、培地中のグルコース
存在下で強く発現している遺伝子を同定することができ
る。
在下で強く発現している遺伝子のプロモーターの単離
は、通常よく用いられる方法、即ち上記で得られた各c
DNAをプローブにして遺伝子ライブラリーからスクリ
ーニングすること等により成し遂げられるし、或いはP
CR(Polymerase chain reaction)を用いる方法によ
っても成し遂げられる。
方法を用いることが出来る。糸状菌からゲノムDNAを
抽出してEcoRV、ScaI、DraI、PvuII
あるいはSspI等の6bpを認識して平滑末端に切断
するそれぞれの制限酵素で完全消化し、そのゲノムDN
A断片の両端に適当なアダプターを連結する。
DNA断片を鋳型として、cDNAの塩基配列から合成
したプライマーおよびアダプターの一本鎖部分の配列を
有するプライマーを用いてPCRを行う。増幅産物を電
気泳動で確認して1〜2kbp程度の長さを有するDN
A断片を電気泳動によって単離・精製し、適当なクロー
ニングベクターに連結して大腸菌にクローニングする。
調製してクローニングしたDNA断片の両末端の塩基配
列を解析し、cDNAと相同な塩基配列を有しcDNA
の上流に位置するDNA断片をこのcDNA由来の遺伝
子のプロモーターと判断する。
ち、翻訳開始コドンより上流1kbp程度以上を有する
DNA断片を選別し、全塩基配列を決定し、グルコース
存在下で強く発現している遺伝子のプロモーターの単離
を行うことが出来る。上述した工程を図1に示す。
決定された塩基配列に対してストリンジェントな条件、
例えば、0.1% SDS(60℃、0.3mol NaCl、0.03M クエ
ン酸ソーダ)でハイブリダイズする塩基配列をも包含す
る。
望の有用タンパク質遺伝子を連結してベクターを構築
し、該ベクターで宿主を形質転換し、それを培養するこ
とにより、有用タンパク質を著量生産させることができ
る。
はじめ、その他のアスペルギルス属、ノイロスポラ属、
ペニシリウム属、トリコデルマ属などの微生物が使用で
きる。特に、発現効率の点から、宿主として、アスペル
ギルス・オリゼを用いることが好ましい。
遺伝子の連結、ベクターへの挿入は、それ自体公知の方
法で行うことができる。有用タンパク質遺伝子として
は、特に限定するものではない。また、ベクターとして
は、アルギニン要求性などの栄養要求性相補遺伝子、ア
セトアミド資化などの炭素、窒素源資化遺伝子、オリゴ
マイシン耐性などの薬剤耐性遺伝子などが挙げられる。
とができる。また、該形質転換体の培養も常法に従っ
て、所望のタンパク質に適した培地、培養条件を適宜選
択することにより行うことができ、得られたタンパク質
の採取、精製も公知の方法で行うことができる。
に説明するが、実施例に使用したプラスミドなどは一例
として挙げたものであり、本発明に使用できるものであ
ればこれらに限定されるものではない。
2149を以下の培養条件で培養した。YPD培地(酵母エ
キス1%、ポリペプトン2%及びグルコース2%よりな
る培地(pH6.0)に本菌株を接種し、30℃において22時
間通気攪拌培養し、菌体をろ過して得た。得られた湿菌
体4gを液体窒素中で凍結し、そのまま、液体窒素及び
海砂を入れた乳鉢に移し、乳棒で微細な粉末とした。
iochemistry)、18巻、5294頁(1979)〕に従って4.6mg
の全RNAを得た。その後、オリゴ(dT)セルロース・
カラム(ファルマシア社)に供し、1.4mgの全RNAか
ら30μgのポリA付加RNA画分を得た。
制限酵素切断部位を含むプライマー(5'-TTCTAGAATTCAG
CGGCCGCTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTVN-3':ここで
VはA,C,Gの混合、NはA,C,G,Tの混合を表す)及びMMLVリ
バーストランスクリプターゼ(RNaseH-)(クロンテッ
ク)[逆転写酵素]を用いて一本鎖cDNAを合成し、さ
らにE.coli DNA polymerase I(クロンテック)、E.col
i DNA ligase(クロンテック)およびE.coli RNase H
(クロンテック)により、両端が平滑化された二本鎖の
cDNAとした。
用いたゲル濾過により短鎖cDNAを除去した後、Ec
oRI制限酵素切断部位を含むアダプター(5'-AATTCGG
CACGAGG-3'及び5'-CCTCGTGCCG-3')を連結した。
I制限酵素で完全消化した後、EcoRIおよびNot
I制限酵素で消化したプラスミドベクターpUC19に
連結した。このプラスミドを大腸菌に形質転換すること
により、ほぼ完全長のcDNAを含む大腸菌cDNAラ
イブラリーを構築した。
500個選別し、プラスミドDNAを抽出して、M13
ユニバーサルプライマー(5'-CACGACGTTGTAAAACGAC-
3')、Taq DNAポリメラーゼ(パーキン・エルマー
社)、DNAサーマル・サイクラー(パーキン・エルマ
ー社)及びDNAシークエンサー(LI−COR社、モ
デル4000L)を用いたサイクル・シークエンス法により
約800bpの塩基配列を解析した。
の5’末端領域の塩基配列を含んでいる。GenBank D
NA塩基配列データベースに対して、BLASTXを用いて相
同性解析を行うことにより、含まれる遺伝子を推定し
た。
いて全ての塩基配列間で総当たりで相同性検索を行うこ
とにより、それぞれのcDNAの頻度解析を行い、培地
中のグルコース存在下で強く発現している遺伝子のリス
トを作製した。
度 Source :GenBankデータベースに対するホモロジーサー
チでヒットしたもの Sc=Saccharomyces cerevisiae Ao=Aspergillus oryzae An=Aspergillus nidulans Sp=Schizosaccharomyces pombe
ている遺伝子としてピルベート・デカルボキシラーゼ(P
yrvate decarboxylase)遺伝子、フルクトース-6-ビス
ホスェート・アルドラーゼ(Fructose-bisphosphate ald
olase)遺伝子、ピルベート・デヒドロゲナーゼ(Pyrvate
dehydrogenase)遺伝子、ピルベート・キナーゼ(Pyrvat
e kinase)遺伝子、グルコース-6−ホスフェート・イソ
メラーゼ(Glucose 6-phosphate isomerase)遺伝子、グ
リセルアルデヒド−3−ホスフェート・デヒドロゲナー
ゼ(Glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase)遺伝子
を新たに発見した。
ゼのcDNAに対応するのプロモーター領域の取得 Aspergillus oryzae RIB-40株(ATCC 42149)からティ
ンバレークとバーナード(Timberlake and Bernard)の
方法に従って得たゲノムDNAを、6bpを認識して平
滑末端に切断するDraIで完全消化し、(P)5'-ACCTGC
CC-3'(NH2)および5'-CTAATACGACTCACTATAGGGCTCGAGCGGC
CGCCCGGGCAGGT-3'からなるアダプターを連結した。
プラーマーとしてアダプターの一本鎖部分の配列を有す
るプライマーAD(5'-CTAATACGACTCACTATAGGGC-3')
を、アンチセンスプライマーとしてピルベート・デカル
ボキシラーゼcDNAの塩基配列から合成したプライマ
ー#1(5'-TCTGTCGCCATTGTAAGGACTCAG-3')を用いてP
CRを行った。PCR反応は、Expand HF(ベーリンガ
ー・マンハイム社)を用い、DNAサーマル・サイクラ
ー(パーキン・エルマー社)により行った。反応溶液の
組成は以下の通りである。
ブ中で混合してDNA Thermal Cyclerにセットし、以
下のような温度設定によりステップダウンPCRを行っ
た。
動で確認して1.6kbpのDNA断片を得た。このDN
A断片をアガロース・ゲル中より単離・精製し、TAク
ローニングベクターpCRII(インビトロジェン社)
に連結して大腸菌にクローニングした。
ローニングしたDNA断片の両末端の塩基配列を解析
し、本DNA断片がピルベート・デカルボキシラーゼc
DNAと相同な塩基配列及びその上流に翻訳開始コドン
より上流1588bpのDNA領域を含むことを確認した。
ルボキシラーゼ遺伝子のプロモーターを取得した。その
全塩基配列を決定し、配列番号:1に示す。
ト・アルドラーゼのcDNAに対応するのプロモーター
領域の取得 実施例2と同様にして、フルクトース-6-ビスホフェー
ト・アルドラーゼ遺伝子のプロモーターを取得した。こ
の場合、アスペルギルスオリゼのゲノムDNAを完全消
化する際に、6bpを認識して平滑末端に切断する制限
酵素としてScaIを用いた。
ルクトース-6-ビスホフェート・アルドラーゼcDNA
の塩基配列から合成したプライマー#2(5'-ATGACACCA
GTCTTGCGGGAAAGC-3')を用いた。こうして得られた1092
bpのフルクトース-6-ビスホフェート・アルドラーゼ遺
伝子のプロモーターの全塩基配列を配列番号:2に示
す。
のcDNAに対応するのプロモーター領域の取得 実施例2と同様にして、ピルベート・デヒドロゲナーゼ
遺伝子のプロモーターを取得した。この場合、アスペル
ギルスオリゼのゲノムDNAを完全消化する際に、6b
pを認識して平滑末端に切断する制限酵素としてPvu
IIを用いた。
ルベート・デヒドロゲナーゼcDNAの塩基配列から合
成したプライマー#3(5'-CACCACCTTCCGTAGCATAGCCCC-
3')を用いた。こうして得られた2572bpのピルベート・
デヒドロゲナーゼ遺伝子のプロモーターの全塩基配列を
配列番号:3に示す。
Aに対応するのプロモーター領域の取得 実施例2と同様にして、ピルベート・キナーゼ遺伝子の
プロモーターを取得した。この場合、アスペルギルスオ
リゼのゲノムDNAを完全消化する際に、6bpを認識
して平滑末端に切断する制限酵素としてScaIを用い
た。
ルベート・キナーゼcDNAの塩基配列から合成したプ
ライマー#4(5'-CCCCGACCGATGAACGAGGCAAAG-3')を用
いた。こうして得られた845bpのピルベート・キナーゼ
遺伝子のプロモーターの全塩基配列を配列番号:4に示
す。
・イソメラーゼのcDNAに対応するのプロモーター領
域の取得 実施例2と同様にして、グルコース-6−ホスフェート
・イソメラーゼ遺伝子のプロモーターを取得した。この
場合、アスペルギルスオリゼのゲノムDNAを完全消化
する際に、6bpを認識して平滑末端に切断する制限酵
素としてDraIを用いた。
ルコース-6−ホスフェート・イソメラーゼcDNAの
塩基配列から合成したプライマー#5(5'-GAGGAGAGCAG
AGTGGTAAACAGC-3')を用いた。こうして得られた1717bp
のグルコース-6−ホスフェート・イソメラーゼ遺伝子
のプロモーターの全塩基配列を配列番号:5に示す。
フェート・デヒドロゲナーゼのcDNAに対応するのプ
ロモーター領域の取得 実施例2と同様にして、グリセロアルデヒド-3−ホス
フェート・デヒドロゲナーゼ遺伝子のプロモーターを取
得した。この場合、アスペルギルスオリゼのゲノムDN
Aを完全消化する際に、6bpを認識して平滑末端に切
断する制限酵素としてSspIを用いた。
リセロアルデヒド-3−ホスフェート・デヒドロゲナー
ゼcDNAの塩基配列から合成したプライマー#6(5'
-ATCTTCTTGCCGTTGACGATGAGG-3')を用いた。こうして得
られた1042bpのグリセロアルデヒド-3−ホスフェート
・デヒドロゲナーゼ遺伝子のプロモーターの全塩基配列
を配列番号:6に示す。
ゼ遺伝子プロモーターによる大腸菌由来β-グルクロニ
ダーゼのアスペルギルス・オリゼでの発現 (1) 大腸菌由来β-グルクロニダーゼ遺伝子発現カセッ
トの構築 実施例2で取得した1.6 kbのDNA断片を鋳型にして、PCR
によりピルベート・デカルボキシラーゼ遺伝子プロモー
ターを含む1.0 kbのDNA断片を得た。PCR反応に用いたプ
ライマーは、 センスプライマー:5'-GTCGACATGCCAGCTTTGCCATTTTGAT-
3' アンチセンスプライーマー:5'-GTCGACTGTAAGGACTCAGTA
AGAGG-3' であった。
来β-グルクロニダーゼ遺伝子を有するプラスミドpBRJ2
75(4.5 kb、クロンテック社)のSalI部位に挿入し、転
写方向が順方向に挿入されたプラスミドpBRJPP(5.5 k
b)を得た。
ゼ遺伝子を含む2.9-kb BglII断片(Biosci. Biotech. B
iochem., 60巻161-163頁,1996)からエノラーゼ遺伝子
のターミネーター領域0.6-kb EcoRV-HindIII断片をpBlu
escript(ストラタジーン社)のEcoRV-HindIII部位にサ
ブクローニングし、プラスミドpBET(3.6 kb)を得た。
ボキシラーゼ遺伝子プロモーターとそれに続く大腸菌由
来β-グルクロニダーゼ遺伝子を含む2.8-kb PstI-EcoRI
断片を取得し、これをプラスミドpBETのPstI-EcoRI部位
に挿入して、大腸菌由来β-グルクロニダーゼ遺伝子発
現カセットを含むプラスミドpBPPETG(6.4 kb)を得た。
子発現カセットをアスペルギルス・オリゼへ導入するた
めのプラスミドの構築 プラスミドpBPPETGから制限酵素PstI及びHindIII消化に
より、3.4-kbの大腸菌由来β-グルクロニダーゼ遺伝子
発現カセットを取得して、アスペルギルス・オリゼの形
質転換マーカーとしてniaD遺伝子を有するプラスミドpN
3(特開昭62-45777)のPstI-HindIII部位に挿入し、本
発現カセットをアスペルギルス・オリゼへ導入するため
のプラスミドpNPPETG(11.6 kb)を構築した。
子のアスペルギルス・オリゼでの発現 プラスミドpBPPETGをUnkels らの方法(Mol. Gen. Gene
t., 218巻 99-104頁,1989)に従ってアスペルギルス・
オリゼniaD欠損株AO1.1に導入した。得られた形質転換
体を3%グルコース及び50μg/ml 5-ブロモ-4-クロロ
-3-インドール-β-D-グルクロニドを含むCzapek-Dox
プレート上で30℃で10日間培養したところ、コロニーが
青色を呈した。対照として得た形質転換マーカーのみを
有するプラスミドpN3由来の形質転換体は青色を呈しな
かった。このことは大腸菌由来β-グルクロニダーゼ遺
伝子がアスペルギルス・オリゼで発現し、発現したβ-
グルクロニダーゼ酵素が基質5-ブロモ-4-クロロ-3-
インドール-β-D-グルクロニドに作用したことを示
す。
で生育させ集めた菌体を洗浄後、3%グルコースを含む
Czapek-Dox培地で8時間培養し、得られた菌体の無細胞
抽出液中のβ-グルクロニダーゼ活性をJeffersonらの方
法(Proc. Natl. Acad. Sci.U.S.A., 83巻、8447-8451,
1986年)で測定したところ、比活性は80 nmol p-ニト
ロフェノール/min/mg-蛋白質であった。これに対し、pN
3由来形質転換体は、>1 nmol p-ニトロフェノール/min
/mg-蛋白質であった。
由来の新規なプロモーターが提供され、当該プロモータ
ー配列を含むベクターにより形質転換されたアスペルギ
ルス属糸状菌における外来蛋白質の生産が可能である。
ターの単離法を示す図である。
Claims (5)
- 【請求項1】配列番号:1乃至配列番号:6に示した塩
基配列で示されるDNA。 - 【請求項2】請求項1記載のDNAとストリンジェント
な条件下でハイブリダイズするDNA。 - 【請求項3】アスペルギルス属由来である請求項1又は
請求項2記載のプロモーター。 - 【請求項4】アスペルギルス・オリゼ由来である請求項
1又は請求項2記載のプロモーター。 - 【請求項5】アスペルギルス・オリゼのピルベート・デ
カルボキシラーゼ(Pyrvate decarboxylase)遺伝子、フ
ルクトース-6-ビスホフェート・アルドラーゼ(Fructos
e-bisphosphate aldolase)遺伝子、ピルベート・デヒド
ロゲナーゼ(Pyrvate dehydrogenase)遺伝子、ピルベー
ト・キナーゼ(Pyrvate kinase)遺伝子、グルコース-6
−ホスフェート・イソメラーゼ(Glucose 6-phosphate i
somerase)遺伝子又はグリセルアルデヒド−3−ホスフ
ェート・デヒドロゲナーゼ(Glyceraldehyde-3-phosphat
e dehydrogenase)遺伝子の何れかより選ばれた請求項4
記載のプロモーター。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10083016A JPH10313864A (ja) | 1997-03-14 | 1998-03-13 | アスペルギルス属の新規プロモーター |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9-82340 | 1997-03-14 | ||
| JP8234097 | 1997-03-14 | ||
| JP10083016A JPH10313864A (ja) | 1997-03-14 | 1998-03-13 | アスペルギルス属の新規プロモーター |
Related Child Applications (3)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2006291265A Division JP2007050006A (ja) | 1997-03-14 | 2006-10-26 | アスペルギルス属の新規プロモーター |
| JP2006291249A Division JP2007075120A (ja) | 1997-03-14 | 2006-10-26 | アスペルギルス属の新規プロモーター |
| JP2006291258A Division JP2007050005A (ja) | 1997-03-14 | 2006-10-26 | アスペルギルス属の新規プロモーター |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10313864A true JPH10313864A (ja) | 1998-12-02 |
Family
ID=26423370
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10083016A Withdrawn JPH10313864A (ja) | 1997-03-14 | 1998-03-13 | アスペルギルス属の新規プロモーター |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10313864A (ja) |
-
1998
- 1998-03-13 JP JP10083016A patent/JPH10313864A/ja not_active Withdrawn
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